本文以国家自然科学基金——(高铁联合基金重点项目)“高速铁路电力牵引系统中的安全性预测与控制”(编号：U1134205)为依托,以CRH3型动车组牵引传动系统的异步电机为研究对象,对其定子匝间短路故障时的数学模型及故障检测方法进行了深入研究,该研究可为异步电机定子绕组匝间短路故障诊断提供建模与检测的理论基础和设计依据。具体工作如下：首先,分析了定子绕组匝间短路故障时异步电机的物理模型,在充分考虑短路绕组间磁路耦合的基础上,建立并详细推导了该故障电机在三相静止坐标系下的数学模型；并通过坐标变换得到其在两相静止坐标系下的简化故障模型,从而推导出了该故障下异步电机的状态方程并编写相应程序。其次,介绍了以三相定子电流Park’s矢量为故障特征量的检测方法：其中Park’s矢量法将电机电流由三相静止坐标系变换至两相静止坐标系上,通过观察矢量圆轨迹来判断是否发生故障及其严重程度；扩展Park’s矢量则通过分析其Park’s矢量模频谱,以2倍基频分量幅值与直流分量幅值之比作为异步电机定子匝间短路的故障严重度。随后介绍了以三相定子电流负序分量为故障特征量的检测方法,通过Hilbert变换可有效分离定子电流的正序及负序分量,通过比较负序电流偏离比检测故障情况。再次,针对开环及闭环控制,对其空间矢量脉宽调制理论及矢量控制理论算法进行了介绍。并在MATLAB/SIMULINK仿真平台上对上述系统中异步电机定子绕组匝间短路故障建模及检测算法分别进行了仿真验证。最后,在基于RT-LAB与TMS320F2812的半实物平台,对上述异步电机故障数学建模及开环、闭环控制下不同诊断方法进行验证,进而说明了本文建立的异步电机定子绕组匝间短路故障模型及检测算法的正确性和有效性。